CN114618402A - 一种鞋柜除味防霉剂凝胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种鞋柜除味防霉剂凝胶，包括活化组分、凝胶生成组分和遮味剂，所述活化组分为二氧化氯发生组分和缓冲型稳定溶液，所述凝胶生成组分为卡拉胶和和海藻酸钠的混合物。本发明利用二氧化氯缓释固态凝胶除甲醛的方法，制备一种预活化凝胶发生体系，该体系通过溶于水形成均一、稳定的凝胶，通过凝胶对其内部的溶液二氧化氯气体的限制，使得二氧化氯能以一个平稳，适量的浓度进行持续释放的过程，发挥空气净化的效果。其使用便捷，有效期长，释放量稳定适量，对金属、织物、橡胶无腐蚀性，对人体，宠物无有害影响。
Description
技术领域
本发明涉及除臭防霉技术领域，特别涉及一种鞋柜除味防霉剂凝胶及其制备方法。
背景技术
随着现代社会物质生活水平逐渐丰富，换季和不同用途的鞋靴开始在每个家庭中逐渐增加，这些物品在疏于清洁或者长期穿用后，容易积累浓烈、令人不快的异味，更有滋生霉菌甚至有害致病菌的危险。长此以往，容易对个人卫生情况造成严重影响，尤其是运动员、高强度体力劳动人群，极容易对生活质量造成明显影响。轻则影响个人形象，造成个人财产损失，重则引发各种皮肤病，危害身体健康。
现市场上常见的鞋柜除臭除味产品主要有熏香和吸附剂两类，前者使用多种天然香料制成，通过各种简单有机物相溶和遮盖，达到除味的效果，但是这类除臭方法并不能有效去除污染源，生效期也很短。后者通过活性炭，多孔陶瓷球等无机材料对有害气体进行吸附去除，这类除臭方法生效期也同样很短，除去效果也比较一般。也有将其两种方式进行组合的产品，但仍然无法克服其主要短板。
二氧化氯是公认的一种广谱有效的杀毒剂，对大多数有害微生物有良好的杀灭作用，同时，在作用浓度下，对人体和大多数动植物无毒，无害，且对金属，织物，橡胶不会造成腐蚀和老化，是用于杀菌，消毒，除臭的良好物质。但是，二氧化氯的高度不稳定性也造成了其难以维持稳定，只能现配现用，为其进一步应用拓展造成了阻碍。在许多应用中，二氧化氯气体缓释发生器常以明胶、卡拉胶、聚丙烯酰胺等高分子材料制成凝胶，使之可以在一段时间内实现缓释释放，但是无法解决二氧化氯的强氧化性容易造成凝胶基质裂解导致凝胶保水性能骤降的问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于解决传统的鞋柜除臭防霉剂效果难以持久的问题，本发明立足于二氧化氯对含氨、含硫和不饱和烯烃等有强烈气味的小分子有机物及其释放源的良好杀灭作用，提供了一种鞋柜除味防霉剂凝胶及其制备方法。本发明将海藻酸钠—可溶性二价阳离子体系运用于二氧化氯缓释凝胶，作为在一个相对稳定环境中二氧化氯释放的载体，解决了海藻酸钠单独使用难以形成凝胶的问题，使得二氧化氯缓释凝胶能更为长久稳定的进行除臭防霉作业。基于强保水性有机高分子和合适的pH无机盐缓冲容易体系的互相协同，本分明实现了二氧化氯在缓释凝胶体系中的长效稳定释放和发生。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种鞋柜除味防霉剂凝胶，其特征在于，包括以下预制组分：活化组分、凝胶生成组分和遮味剂，所述活化组分为二氧化氯发生组分和缓冲型稳定溶液，所述凝胶生成组分为辅助凝胶生成剂和和海藻酸钠的混合物，其中二氧化氯发生组分为亚氯酸盐25-35份，缓冲型稳定溶液为酸性盐和碱性盐共15-20份，凝胶生成组分为海藻酸钠20-30份，辅助凝胶生成剂10-20份，遮味剂1份。
进一步地，所述二氧化氯发生组分为亚氯酸钠、亚氯酸钾、亚氯酸钙中一种或多种的混合物，优选亚氯酸钠。
进一步地，所述缓冲型稳定溶液为一对酸碱对缓冲的可溶性盐溶液，其中酸性物质为磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、柠檬酸、酒石酸氢钠、邻苯二甲酸氢钾中的一种或多种，碱性物质为磷酸氢二钠、磷酸一氢钾、醋酸钠、EDTA二钠中的一种或多种。作为缓冲液组分的酸碱盐对可以有多种选择，其应当是一种弱酸性盐和一种弱碱性盐的组合，二者在水中形成缓冲溶液，使得溶液的pH值在4.5-5.5之间，在溶液中的氢离子因与亚氯酸盐反应被消耗后，可以通过酸碱缓冲体系得到持续补充，使得反应可以缓慢且长久的维持下去。
进一步地，所述缓冲型稳定溶液中的酸性物质为磷酸二氢钾，碱性物质为磷酸一氢钾，酸性物质和碱性物质的比例为(15-20)：1。
进一步地，所述辅助凝胶生成剂和海藻酸钠的比例为1:1，其中辅助凝胶生成剂为羧甲基纤维素钠、羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酰胺、聚乙二醇6000、明胶、卡拉胶中的一种或多种，可以辅助海藻酸钠凝胶强度进一步增强的助剂，此类物质具有的巨大分子间空洞可以容纳较多二氧化氯气体分子长时间滞留凝胶之中，对缓释释放具有良好的效果。
进一步地，所述遮味剂为薰衣草或迷迭香，该遮味剂的质量占比为含量为0.1-0.3％。
上述鞋柜除味防霉剂凝胶的制备方法，分别称量配制活化组分、凝胶生成组分和遮味剂，并全部粉碎成细度在80-120目的均匀颗粒状粉末，在进行粉碎时，操作环境的温度＜35℃、湿度小于50％，将以上物质在V型混料机内隔绝空气混合约30分钟后，用干燥处理过的真空上料器加入到自动装袋封口机中，按质量进行分装。使用时再全部加入水中均匀搅拌混合，生成活化缓释凝胶体系。
其中装袋的袋子应为大于0.1mm厚度的铝塑膜包装袋或者不透光的硬质PE塑料袋进行热合封装，封装的预制组分粉末的量应大于包装袋的75％，封口应该牢固，完整，避免泄露和湿气进入袋内。
完成预制组分的封装后，其应当搭配使用容量150～200ml的PET塑料瓶或者玻璃瓶。用于同水混合制作凝胶，凝胶瓶上应预留刻度线。盖也可以使用带镂空的内盖调节释放量。
使用时，撕开预制组分的封装，讲预制组分粉末全部倒入塑料瓶中，按重量比1：6的比例或者按预留刻度线的量向瓶中加入清水，并迅速进行搅拌，使粉末快速分散到瓶中水体的尽可能多的角落，搅拌时应朝同一个方向反复搅拌＞30s。
此时，预制组分中的凝胶生成组分会快速与水进行溶胀，生成粘稠，高强度的凝胶，其中可能因搅拌效果不一，还留存少许颗粒状的凝胶组分尚未完全溶解，并不影响使用，其将在接下来的24h内继续完全溶解
进一步地，所述颗粒状粉末与加入水的质量比为(20-25)：(150-175)。
进一步地，所述二氧化氯发生组分的质量比为2-4％，所述缓冲型稳定溶液的质量比为0.5-1.5％，所述凝胶生成组分的质量比为4-6％。
凝胶在完成混合后，即完成活化，并在24h后可以开始持续稳定的释放二氧化氯。
海藻酸钠是一种天然有机高分子，其与水按一定比例互溶之后可以形成粘稠的液体，在此基础上，通过加入可溶性二价阳离子作为交联剂，可以快速将粘稠液体制成具有强保水性，高机械强度且具有良好的二氧化氯气体截停能力的固体凝胶，在通常条件下，使用干燥的空气持续对5％的海藻酸钠凝胶进行吹扫，在30天后，凝胶仅仅失水35％，可见其良好的保水能力。通常辅以羧甲基纤维素钠，聚丙烯酰胺，卡拉胶等可进一步提升粘度的方法，能使得其得到进一步的缓释效果的提升。
通常二氧化氯气体分子难以稳定保存于水溶液中，所以通过亚氯酸钠水溶液与酸反应制备二氧化氯成为常见的发生二氧化氯的方法，化学反应如下：
5NaClO2+4H+→4ClO2+4Na++2H2O+NaCl
该反应进行速率较快，且倾向于完全反应，本发明通过pH缓冲溶液体系，使得亚氯酸钠始终处于pH＝4.5-5.5的弱酸性体系中，该体系可由一对弱酸和弱碱盐形成的酸碱缓冲对来实现，如磷酸二氢钾—磷酸氢二钠，邻苯二甲酸氢钾—EDTA二钠，柠檬酸—醋酸钠，或者其他组合的盐组合，可将缓冲液的pH值控制在4.5-5.5即可如通过磷酸二氢钾-磷酸氢二钠的缓冲对来实现，通常以40：1的比例加入。本发明所述的缓冲盐种类并不局限于以上所述的物质的种类。在此pH值下，反应速度被控制在很低的速率下，并通过凝胶的效果实现缓慢释放。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
(1)本发明采用海藻酸钠制备凝胶，海藻酸钠是一种天然有机高分子，其与水按一定比例互溶之后可以形成粘稠的液体，在此基础上，通过加入可溶性二价阳离子作为交联剂，可以快速将粘稠液体制成具有强保水性，高机械强度且具有良好的二氧化氯气体截停能力的固体凝胶，辅以羧甲基纤维素钠，聚丙烯酰胺，卡拉胶等可进一步提升粘度的方法，能使得其得到进一步的缓释效果的提升；
(2)本发明通过pH缓冲溶液体系，使得亚氯酸钠始终处于pH＝4.5-5.5的弱酸性体系中，该体系可由一对弱酸和弱碱盐形成的酸碱缓冲对来实现，在此pH值下，反应速度被控制在很低的速率下，并通过凝胶的效果实现缓慢释放，发挥空气净化的效果。
附图说明
图1为实施例4制备的除味防霉剂凝胶所得凝胶缓释曲线。
图2为实施例5制备的除味防霉剂凝胶所得凝胶缓释曲线。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。
实施例1
一种鞋柜除味防霉剂凝胶，包括以下预制组分：活化组分、凝胶生成组分和遮味剂，所述活化组分为二氧化氯发生组分和缓冲型稳定溶液，所述凝胶生成组分为辅助凝胶生成剂和和海藻酸钠的混合物，其中二氧化氯发生组分为亚氯酸盐30份，缓冲型稳定溶液为酸性盐和碱性盐共18份，凝胶生成组分为海藻酸钠25份，辅助凝胶生成剂15份，遮味剂1份。
其中二氧化氯发生组分为亚氯酸钠；缓冲型稳定溶液为一对酸碱对缓冲的可溶性盐溶液，缓冲型稳定溶液中的酸性物质为磷酸二氢钾，碱性物质为磷酸一氢钾，酸性物质和碱性物质的比例为18：1。
辅助凝胶生成剂和海藻酸钠的比例为1:1，其中辅助凝胶生成剂为卡拉胶，辅助海藻酸钠凝胶强度进一步增强的助剂，具有的巨大分子间空洞可以容纳较多二氧化氯气体分子长时间滞留凝胶之中，对缓释释放具有良好的效果；遮味剂为薰衣草，该遮味剂的质量占比为含量为0.2％。
该鞋柜除味防霉剂凝胶的制备方法，分别称量配制活化组分、凝胶生成组分和遮味剂，并全部粉碎成细度在100目的均匀颗粒状粉末，在进行粉碎时，操作环境的温度＜35℃、湿度小于50％，将以上物质在V型混料机内隔绝空气混合约30分钟后，用干燥处理过的真空上料器加入到自动装袋封口机中，按质量进行分装。其中装袋的袋子应为大于0.1mm厚度的铝塑膜包装袋或者不透光的硬质PE塑料袋进行热合封装，封装的预制组分粉末的量应大于包装袋的75％，封口应该牢固，完整，避免泄露和湿气进入袋内。
完成预制组分的封装后，其应当搭配使用容量160ml的PET塑料瓶或者玻璃瓶。用于同水混合制作凝胶，凝胶瓶上应预留刻度线。盖也可以使用带镂空的内盖调节释放量。
使用时，撕开预制组分的封装，讲预制组分粉末全部倒入塑料瓶中，按重量比1：6的比例或者按预留刻度线的量向瓶中加入清水，并迅速进行搅拌，使粉末快速分散到瓶中水体的尽可能多的角落，搅拌时应朝同一个方向反复搅拌＞30s。全部加入水中均匀搅拌混合后，生成活化缓释凝胶体系，颗粒状粉末与加入水的质量比为20：160，二氧化氯发生组分的质量比为3％，所述缓冲型稳定溶液的质量比为1％，所述凝胶生成组分的质量比为5％。
此时，预制组分中的凝胶生成组分会快速与水进行溶胀，生成粘稠，高强度的凝胶，其中可能因搅拌效果不一，还留存少许颗粒状的凝胶组分尚未完全溶解，并不影响使用，其将在接下来的24h内继续完全溶解。凝胶在完成混合后，即完成活化，并在24h后可以开始持续稳定的释放二氧化氯。
实施例2
一种鞋柜除味防霉剂凝胶，包括以下预制组分：活化组分、凝胶生成组分和遮味剂，所述活化组分为二氧化氯发生组分和缓冲型稳定溶液，所述凝胶生成组分为辅助凝胶生成剂和和海藻酸钠的混合物，其中二氧化氯发生组分为亚氯酸盐25份，缓冲型稳定溶液为酸性盐和碱性盐共15份，凝胶生成组分为海藻酸钠20份，辅助凝胶生成剂10份，遮味剂1份。
其中二氧化氯发生组分为亚氯酸钾；缓冲型稳定溶液为一对酸碱对缓冲的可溶性盐溶液，其中酸性物质为柠檬酸，碱性物质为磷酸氢二钠，酸性物质和碱性物质的比例为15：1。
辅助凝胶生成剂和海藻酸钠的比例为1:1，其中辅助凝胶生成剂为羟丙基甲基纤维素，辅助海藻酸钠凝胶强度进一步增强的助剂，具有的巨大分子间空洞可以容纳较多二氧化氯气体分子长时间滞留凝胶之中，对缓释释放具有良好的效果；遮味剂为薰衣草或迷迭香，该遮味剂的质量占比为含量为0.1％。
该鞋柜除味防霉剂凝胶的制备方法，分别称量配制活化组分、凝胶生成组分和遮味剂，并全部粉碎成细度在80-120目的均匀颗粒状粉末，在进行粉碎时，操作环境的温度＜35℃、湿度小于50％，将以上物质在V型混料机内隔绝空气混合约30分钟后，用干燥处理过的真空上料器加入到自动装袋封口机中，按质量进行分装。其中装袋的袋子应为大于0.1mm厚度的铝塑膜包装袋或者不透光的硬质PE塑料袋进行热合封装，封装的预制组分粉末的量应大于包装袋的75％，封口应该牢固，完整，避免泄露和湿气进入袋内。
完成预制组分的封装后，其应当搭配使用容量150ml的PET塑料瓶或者玻璃瓶。用于同水混合制作凝胶，凝胶瓶上应预留刻度线。盖也可以使用带镂空的内盖调节释放量。
使用时，撕开预制组分的封装，讲预制组分粉末全部倒入塑料瓶中，按重量比1：6的比例或者按预留刻度线的量向瓶中加入清水，并迅速进行搅拌，使粉末快速分散到瓶中水体的尽可能多的角落，搅拌时应朝同一个方向反复搅拌＞30s。全部加入水中均匀搅拌混合后，生成活化缓释凝胶体系，颗粒状粉末与加入水的质量比为20：150，二氧化氯发生组分的质量比为2％，所述缓冲型稳定溶液的质量比为0.5％，所述凝胶生成组分的质量比为4％。
此时，预制组分中的凝胶生成组分会快速与水进行溶胀，生成粘稠，高强度的凝胶，其中可能因搅拌效果不一，还留存少许颗粒状的凝胶组分尚未完全溶解，并不影响使用，其将在接下来的24h内继续完全溶解。凝胶在完成混合后，即完成活化，并在24h后可以开始持续稳定的释放二氧化氯。
实施例3
一种鞋柜除味防霉剂凝胶，包括以下预制组分：活化组分、凝胶生成组分和遮味剂，所述活化组分为二氧化氯发生组分和缓冲型稳定溶液，所述凝胶生成组分为辅助凝胶生成剂和和海藻酸钠的混合物，其中二氧化氯发生组分为亚氯酸盐35份，缓冲型稳定溶液为酸性盐和碱性盐共20份，凝胶生成组分为海藻酸钠30份，辅助凝胶生成剂20份，遮味剂1份。
其中二氧化氯发生组分为亚氯酸钙；缓冲型稳定溶液为一对酸碱对缓冲的可溶性盐溶液，其中酸性物质为酒石酸氢钠，碱性物质为EDTA二钠，酸性物质和碱性物质的比例为20：1。
辅助凝胶生成剂和海藻酸钠的比例为1:1，其中辅助凝胶生成剂为聚乙二醇6000，辅助海藻酸钠凝胶强度进一步增强的助剂，具有的巨大分子间空洞可以容纳较多二氧化氯气体分子长时间滞留凝胶之中，对缓释释放具有良好的效果；遮味剂为薰衣草或迷迭香，该遮味剂的质量占比为含量为0.1-0.3％。
该鞋柜除味防霉剂凝胶的制备方法，分别称量配制活化组分、凝胶生成组分和遮味剂，并全部粉碎成细度在120目的均匀颗粒状粉末，在进行粉碎时，操作环境的温度＜35℃、湿度小于50％，将以上物质在V型混料机内隔绝空气混合约30分钟后，用干燥处理过的真空上料器加入到自动装袋封口机中，按质量进行分装。其中装袋的袋子应为大于0.1mm厚度的铝塑膜包装袋或者不透光的硬质PE塑料袋进行热合封装，封装的预制组分粉末的量应大于包装袋的75％，封口应该牢固，完整，避免泄露和湿气进入袋内。
完成预制组分的封装后，其应当搭配使用容量200ml的PET塑料瓶或者玻璃瓶。用于同水混合制作凝胶，凝胶瓶上应预留刻度线。盖也可以使用带镂空的内盖调节释放量。
使用时，撕开预制组分的封装，讲预制组分粉末全部倒入塑料瓶中，按重量比1：6的比例或者按预留刻度线的量向瓶中加入清水，并迅速进行搅拌，使粉末快速分散到瓶中水体的尽可能多的角落，搅拌时应朝同一个方向反复搅拌＞30s。全部加入水中均匀搅拌混合后，生成活化缓释凝胶体系，颗粒状粉末与加入水的质量比为25：175，二氧化氯发生组分的质量比为4％，所述缓冲型稳定溶液的质量比为1.5％，所述凝胶生成组分的质量比为6％。
此时，预制组分中的凝胶生成组分会快速与水进行溶胀，生成粘稠，高强度的凝胶，其中可能因搅拌效果不一，还留存少许颗粒状的凝胶组分尚未完全溶解，并不影响使用，其将在接下来的24h内继续完全溶解。凝胶在完成混合后，即完成活化，并在24h后可以开始持续稳定的释放二氧化氯。
实施例4
按以下配方配置预制组分：亚氯酸钠35、海藻酸钠30、聚丙烯酰胺13、无水磷酸二氢钾18、无水磷酸氢二钠2、氯化钙1、遮味剂1。其余操作如实施例1一致。
实施例5
按以下配方配置预制组分：亚氯酸钠30份、海藻酸钠28份、羧甲基纤维素钠15份、柠檬酸10份、EDTA二钠15份、氯化钙1、遮味剂1。其余操作如实施例1一致。
取实施例4和5中制备的凝胶做缓释试验并测试二氧化氯缓释凝胶释放曲线，将缓释凝胶在鞋柜类的避光场所进行实验，其释放时间可以＞30天，经测试，每分钟释放的二氧化氯含量为0.1-0.2mg/m3，(0.05-0.1ppm)，低于国家对工作环境场所要求的0.3mg/m3的浓度的限额，可以安全放心使用。
实施例4和实施例5对应的二氧化氯缓释凝胶释放曲线分别如图1和图2所示，由图1和图2可以看出，该缓释凝胶长达一个多月的期间内保持平缓释放二氧化氯，并未有减少的趋势。
将实施例4和实施例5的凝胶预制组分按《消毒卫生规范》中消毒剂的规定，在54℃的烘箱中存放14天，模拟存放一年之后的稳定性，结果产品成形良好，且释放量仍然能维持在0.1±0.01ppm，保质期＞1年。
使用本发明的凝胶在密封的鞋柜中放置24h后，可以明显除去鞋柜中的汗味，霉味等剧烈臭味的气体，鞋靴中有害物质被缓慢分解，并可以长效抵御霉菌等有害真菌的滋生。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种鞋柜除味防霉剂凝胶，其特征在于，包括以下预制组分：活化组分、凝胶生成组分和遮味剂，所述活化组分为二氧化氯发生组分和缓冲型稳定溶液，所述凝胶生成组分为辅助凝胶生成剂和和海藻酸钠的混合物，其中二氧化氯发生组分为亚氯酸盐25-35份，缓冲型稳定溶液为酸性盐和碱性盐共15-20份，凝胶生成组分为海藻酸钠20-30份，辅助凝胶生成剂10-20份，遮味剂1份。
2.根据权利要求1所述的一种鞋柜除味防霉剂凝胶，其特征在于，所述二氧化氯发生组分为亚氯酸钠、亚氯酸钾、亚氯酸钙中一种或多种的混合物。
3.根据权利要求2所述的一种鞋柜除味防霉剂凝胶，其特征在于，所述缓冲型稳定溶液为一对酸碱对缓冲的可溶性盐溶液，其中酸性物质为磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、柠檬酸、酒石酸氢钠、邻苯二甲酸氢钾中的一种或多种，碱性物质为磷酸氢二钠、磷酸一氢钾、醋酸钠、EDTA二钠中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的一种鞋柜除味防霉剂凝胶，其特征在于，所述缓冲型稳定溶液中的酸性物质为磷酸二氢钾，碱性物质为磷酸一氢钾，酸性物质和碱性物质的比例为(15-20)：1。
5.根据权利要求1所述的一种鞋柜除味防霉剂凝胶，其特征在于，所述辅助凝胶生成剂和和海藻酸钠的比例为1:1，其中辅助凝胶生成剂为羧甲基纤维素钠、羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酰胺、聚乙二醇6000、明胶、卡拉胶中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种鞋柜除味防霉剂凝胶，其特征在于，所述遮味剂为薰衣草或迷迭香，该遮味剂的质量占比为含量为0.1-0.3％。
7.权利要求1-6所述的一种鞋柜除味防霉剂凝胶的制备方法，其特征在于，分别称量配制活化组分、凝胶生成组分和遮味剂，并全部粉碎成细度在80-120目的均匀颗粒状粉末，在进行粉碎时，操作环境的温度＜35℃、湿度小于50％，将以上物质在V型混料机内隔绝空气混合约30分钟后，用干燥处理过的真空上料器加入到自动装袋封口机中，按质量进行分装，使用时加入水中均匀搅拌混合，生成活化缓释凝胶体系。
8.根据权利要求7所述的一种鞋柜除味防霉剂凝胶及其制备方法，其特征在于，所述颗粒状粉末与加入水的质量比为(20-25)：(150-175)。
9.根据权利要求8所述的一种鞋柜除味防霉剂凝胶及其制备方法，其特征在于，所述二氧化氯发生组分的质量比为2-4％，所述缓冲型稳定溶液的质量比为0.5-1.5％，所述凝胶生成组分的质量比为4-6％。
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